尾翼弹后效开翼原理实验研究

通过对２５模拟尾翼弹丸进行的射击试验，证明了膛口二维流场的存在以及它对弹刃尾翼张开的作用，结果表明，弹丸的尾翼可以在膛口二维气流的作用下在后效期内张开到位，利用这种途径，可以大大简化尾翼弹稳定装置的结构和生产工艺。     

超高速弹丸膛口流场结构分析

为了计算和分析超高速弹丸膛口流场的分布状况,建立了超高速弹丸从膛底飞离出炮口整个过程的膛口流场二维轴对称数值仿真模型.基于有限体积法,采用分块网格划分的整体运动处理方法,结合结构动网格技术及Realizable k-ε湍流模型,耦合内弹道及后效期过程,利用六自由度运动方程控制弹丸运动,以300 mm平衡炮为例,研究了1 730 m/s发射速度下的超高速膛口流场特性.计算结果表明:超高速运动的弹丸在距膛口3.3 m远处便形成了清晰的初始流场,弹前激波到达炮口处压力达到了3.8 MPa左右.喷射出的火药燃气速度达到2 500 m/s,但火药燃气仍未能追赶并包围弹丸,因此膛口流场对超高速弹丸运动的影响不同于对中低速弹丸运动的影响;膛口形成了由冠状冲击波、弹底激波、反射激波、马赫盘构成的多层次激波、间断面相互叠加的完整波系,该发射条件下的膛口流场异常强烈,波系结构更加明显.     

带尾翼弹丸的膛口流场三维数值模拟

针对带稳定装置的弹丸发射时形成的膛口流场进行数值模拟计算。采用三维Navier-Stokes方程及S-A模型建立流场的计算模型,应用动网格技术计算划分网格,通过数值仿真计算得到气流在流场中压力、速度的参数值和分布图,根据仿真结果分析气流速度、压力的分布规律和对尾翼受力情况的影响。结果表明:弹底截面到达制退器起始截面后经0.4ms,由于制退器开孔的不对称性,使其内尾翼片两侧表面的压力不均衡,压力差达7MPa左右。计算结果为尾翼结构设计提供必要的参考。     

弹尾翼稳定装置的气体动力学分析

以尾翼稳定装置的弹丸在发射时尾翼结构发生变形和破坏导致机械故障为背景,在FLUENT软件平台下,建立前张后折式尾翼稳定装置的某155mm炮弹经过炮口制退器的三维动网格计算模型,对尾翼装置在膛口流场中所受的气体动力学载荷进行分析。数值模拟的结果反映了尾翼装置在带膛口装置流场中受到的气体动力学载荷的分布特征及大小。计算得到的结果与试验所测的结果吻合较好,表明数值计算方法合理可行。数值模拟的结果为尾翼装置在设计过程中确定气体动力学载荷和效应的大小,以及研究降低载荷的方法提供了理论依据。     

气缸式尾翼弹发射过程气缸压力变化规律数值仿真

通过研究气缸张开式尾翼弹的膛内及后效期时期气缸充放气过程,建立火药气体经过气缸气孔流动的理论模型,并结合尾翼弹的内弹道计算模型,得到了气缸压力随时间变化的数学模型。以某滑膛反坦克炮榴弹为例,仿真得到了气缸压力随时间变化曲线,分析气缸容积、气孔横截面积对气缸压力的影响规律。结果表明:在流量系数为0.9、小孔个数为2个、火药力为950000Nm/kg条件下,气缸容积取0.150dm3、小孔直径取1.6mm时尾翼稳定装置工作良好。     

多管火炮武器发射膛口流场数值模拟

针对新型多管火炮发射产生的膛口流场与冲击波进行了数值模拟计算.建立了膛口流场数学物理模型,采用三维Navier-Stokes方程及Spalart-Allmaras模型,并采用Roe格式的差分方法.计算得到了多管火炮膛口流场的结构和流动参数.由计算结果可知,多管火炮发射时各身管产生的膛口流场会相互影响和叠加,形成的流场中激波系更为复杂,气流对弹丸产生的非对称作用对弹丸飞行姿态的影响也更为显著.计算结果可为多管发射武器系统结构设计与射击精度预测提供必要的参考.     

前张式尾翼弹气动特性分析

对前张式尾翼弹的气动特性研究,可以为该弹气动外形的改进和稳定装置的优化提供依据,对外弹道的解算提供前提条件。应用流体力学软件FLUENT模拟前张式尾翼弹在不同攻角和马赫数下的空气动力,分析弹丸周围的流场特性。研究表明,阻力系数和升力系数均随马赫数的增长先增大后减小,不同的是升力系数在跨音速时突然减小;阻力系数和升力系数与攻角呈正比关系;尾翼部分提供升力占总升力28%~65%,所受阻力占总阻力10%~30%。     

常规弹超高速发射的结构设计

目的：论证常规弹丸在超高速武器中的发射可行性。方法：对比分析弹丸的膛内负载、电磁环境以及超高速飞行时的气动加热等影响因素。结果：常规弹丸在超高速发射时，弹底压力、引信所处的电磁环境以及在飞行过程中弹体表面及尾翼烧蚀的影响尤为明显。结论：对常规弹丸进行适当的改进设计后进行超高速发射是可行的。     

125mm杆式穿甲弹膛内发射和飞行时振动响应计算

杆式穿甲弹在膛内发射过程中受膛内火药气体压力及弹带挤进压力和加速度过载的作用.火药气体是高温,高压和瞬态作用,这将引起弹丸在瞬态响应条件下的振动.除了求解125mm尾翼稳定脱壳穿甲弹在膛内发射时的振动响应,还计算了穿甲弹在飞行时由于尾翼斜置角引起旋转产生的振动响应,这些计算结果对工程应用有一定参考价值.     

含运动弹丸的某火炮膛口流场数值模拟

为研究膛口流场结构,利用Euler方程并结合Spalart-allmaras湍流模型建立流场数学模型,对某火炮含弹丸的膛口流场进行数值仿真模拟,应用动网格技术处理弹丸的运动情况。仿真结果反映了膛口流场形成及发展过程。     

超空泡射弹尾翼流体动力特性实验分析

为研究尾翼对超空泡流型发展及射弹流体动力的影响,在高速水洞中进行了通气条件下的超空泡射弹尾翼流体动力特性实验.首先基于高速水洞搭建了通气空化绕流实验测试系统,同时根据射弹基本外形,按照相似理论设计了尾翼测力实验模型,为改变空泡壁面与尾翼的相对位置关系,用以研究穿刺高度对射弹尾翼流体动力特性的影响,实验中采用调整空泡尺寸或模型安装姿态来改变尾翼穿刺高度,最后对实验方案的合理性进行了充分的论证.通过改变测试工况对超空泡射弹尾翼的流体动力特性开展实验研究,得到了不同穿刺条件下尾翼对空泡流型的影响规律及其流体动力特性.研究结果表明:尾翼穿刺空泡以后,在其顶部和侧面生成的二次空泡将显著改变主体空泡的形态,且随着穿刺高度的增加,尾翼对主体空泡的影响更加明显;尾翼的流体动力主要产生于前缘沾湿部位,且随着穿刺高度的增加升力系数和阻力系数均显著增加;在尾翼穿刺空泡的条件下,其阻力系数和升力系数随攻角的增大而线性增加.     

应用系统工程于扩大火炮射程的研究

射程为火炮主要指标之一。本文应用系统工程思想与方法,就扩大火炮射程问题进行了讨论。经分析指,出运用火箭弹以增程的方法是可取的。     

常规弹超高速发射的结构设计

目的论证常规弹丸在超高速武器中的发射可行性.方法对比分析弹丸的膛内负载、电磁环境以及超高速飞行时的气动加热等影响因素.结果常规弹丸在超高速发射时,弹底压力、引信所处的电磁环境以及在飞行过程中弹体表面及尾翼烧蚀的影响尤为明显.结论对常规弹丸进行适当的改进设计后进行超高速发射是可行的.     

基于Weis-Fogh机构的零航速减摇鳍升力特性研究

为了克服传统减摇鳍只能在有航速情况下进行减摇的缺点,该文提出了一种基于Weis-Fogh机构的零航速减摇鳍.通过对Weis-Fogh机构原理与流体特性的深入研究,从理论上推导出平板翼的升力表达式,确定了升力与旋转角速度及角加速度之间的函数关系.在Matlab/Simulink环境下,建立了平板翼的升力模型,完成了平板翼在各种运动规律下的升力仿真实验.仿真结果证明,这种新型的减摇鳍能够在零航速下瞬间产生巨大升力,通过控制翼的旋转角速度及角加速度能够控制升力的大小及建立的时间,验证了采用Weis-Fogh机构设计零航速减摇鳍的可行性.     

随机海浪作用下的船舶横摇减摇预报方法

介绍了能量等分法建立随机海浪模型的方法,并利用所建立的海浪模型对未减摇船舶横摇运行和安装减摇鳍后船舶横摇运行进行了预报,同时按所要求的性能指标进行了减摇鳍控制器参数的设计,并进行了系统的仿真计算,仿真结果和实船运行结果的比较表明,该方法可用于随机海浪作用下的船舶横摇减摇运行预报。     

动态矩阵控制在减摇鳍加载系统中的研究

从理论上分析了减摇鳍加载系统存在多余力的特点及其对加载系统控制性能的影响，建立了数学模型，并将多余力作为系统的外干扰设计了减摇鳍加载系统的动态矩阵控制器，分析与仿真结果表明，记矩阵控制器对补偿系统多余力有很好的效果，可以大大提高系统的鲁棒性和跟踪性能，较理想地实现了减摇鳍加载系统的多余力抑制。     

传热推动力损耗的温度场熵分析

运用物理场熵的概念,以传热推动力在空间温度场中不可逆损耗,定量表达传热过程不可逆程度,并将温度场熵分析法应用于矩形散热翅片效率的研究,得到温度场熵与翅片长度成正比、与厚度和导热系数成反比的定量关系。并通过与翅片散热效率曲线对比表明,温度场熵不仅反映了传热过程中系统的热力性能和热效,而且揭示了翅片热效变化的内在机理,对优化此类热力系统的设计具有实际应用价值。     

超强磁破甲弹磁头装置的磁路设计

介绍了超强磁破甲弹磁头装置的工作原理.通过对磁头装置的磁路设计,提出了磁头装置的工作点应选在有用回复能最大的位置上,并给出磁力计算方法和公式.     

预制装配式分体柱框架抗震性能研究

已有研究表明分体柱具有较好的延性,能运用于地震多发的房屋结构中。为方便施工,提出预制装配式分体柱框架结构的设想,通过有限元数值模拟,对整体柱框架结构和分体柱框架结构的抗震性能进行对比分析。结果表明：地震作用下装配式分体柱框架结构加速度响应较现浇整体柱框架更易趋于稳定;与整体柱框架相比,装配式分体柱框架位移响应较大;装配式分体柱框架结构的基底剪力均小于整体柱框架结构的;现浇整体柱框架结构的混凝土节点损伤区域与分体柱框架结构相比较大,证明钢套筒对框架结构节点起到保护作用;装配式分体柱框架结构更适用于硬质场地。整体表明装配式分体柱框架结构的延性更强、耗能性能更好,且更加稳定。